淺析光合作用中的補償點與飽和點

孫大兵

植物光合作用的補償點與飽和點的改變，對于植物光合作用凈產量的改變有著重要的影響，這與生產實際密切相關。以此為切入點，在近幾年的高考命題中從不同側面進行了考查，而這正是高三復習中的一個難點。筆者根據多年的教學實踐對該知識點歸納總結如下。

一、光補償點與光飽和點

1、光補償點的概念：同一片葉子在同一時間內，光合作用過程中吸收的CO₂和呼吸作用過程釋放的CO₂等量時的光照強度，就稱為光補償點。

2、光補償點的特點：一般來說，陽生植物的光補償點在全光照的3～5％，而陰生植物的光補償點則在全光照的1％以下。其主要原因有二：(1)一般來說陰生植物呼吸速率較陽生植物低。(2)就葉綠體而言，陰生植物與陽生植物相比，前者有較大的基粒，基粒片層數目多得多，葉綠體含量又較高，這樣陰生植物在較低的光照強度下，就能保證光合作用速率等于呼吸作用速率，因此陰生植物光補償點較低。

3、光補償點的實際意義：植物在光補償點時有機物的形成與消耗相等，不能積累有機物，而且晚上還要消耗有機物，因此從全天來看，植物所需的最低光照強度必須高于光補償點，才能使植物正常生長，這在實踐上有很大意義，間作和套種使作物種類的搭配，冬季溫室栽培蔬菜等等都與光補償點有關。

4、光飽和點的概念：在一定范圍內，光合速率隨光照強度的增加而加快，但超過一定范圍后，光合速率增加變慢，當達到一定光照強度時，光合速率就不再增加，此時的光照強度稱為光飽和點。

5、光飽和點的特點：

(1)陰生植物的光飽和點為全光照的10～30％，而陽生植物則為全光照的100％。

(2)C₃植物的光飽和點為全日照的1／5，C₄植物遠大于C₃植物的光飽和點。

(3)群體植物大于個體植物的光飽和點，群體枝葉繁茂，但外部單葉達到飽和點以上時，內部的光照強度仍在飽和點以下，中、下層就比較充分地利用群體的透射光和反射光，群體對光能利用充分，光飽和點就會上升。

(4)同一植物在不同生長發育期，光飽和點也不相同，一般在苗期和發育后期光飽和點低而在生長旺盛時期光飽和點高。

(5)光質不同，色素對不同波長的光的吸收量不同，導致光飽和點不同，一般來說，紅橙光、藍紫光較低，綠光較高。

總的來說，某種植物某一時刻達到光飽和點的原因主要是光合色素和光反應來不及利用過多的光能以及光反應產物積累較多，暗反應不能及時利用，光反應和暗反應不協調。

二、CO₂的補償點與飽和點

1、CO₂的補償點的概念：當光合作用吸收的CO₂的量等于呼吸作用釋放的CO₂的量，這時外界CO₂的量，叫CO₂的補償點。

2、CO₂的補償點的特點：

(1)陽生植物CO₂的補償點高于陰生植物CO₂的補償點。其主要原因是一般情況下陰生植物的呼吸作用較陽生植物低。

(2)C₃植物CO₂的補償點高于C₄植物CO₂的補償點。其原因主要是C₃植物固定CO₂的RUBP羧化酶比C₄植物固定CO₂的PEP羧化酶催化效率低。

3、CO₂的飽和點的概念：在一定范圍內，光合速率隨CO₂濃度的增加而加快，但超過一定范圍后，光合速率增加變慢，當達到一定CO₂濃度時，光合速率就不再增加，此時的CO₂濃度稱為CO₂的飽和點。

4、CO₂的飽和點的特點：

(1)陽生植物CO₂的飽和點大于陰生植物CO₂的飽和點。

(2)當光照強度一定時，C₄植物的CO₂的飽和點小于C₃植物CO₂的飽和點。

三、影響補償點、飽和點的外界因素

1、影響光補償點與光飽和點的因素

(1)CO₂的影響

CO₂作為光合作用的原料，從而影響光合作用的反應速率。如果適當降低CO₂濃度，則光合作用速率會降低，使光補償點升高、光飽和點降低；如果適當升高CO₂濃度，則光合作用速率會增強，使光補償點降低，光飽和點則升高。

(2)礦質元素影響

N、Mg、Fe、Mn是葉綠素合成所必需的礦質元素，一定范圍內，營養元素越多，光合速率就越快。例如，施氮肥后，葉綠素含量急劇增加，會導致光補償點降低，光飽和點升高。反之，缺少礦質元素時，會導致光補償點升高，光飽和點降低。

(3)溫度的影響

由于參與光合作用的酶與參與呼吸作用的酶在最適溫度上有所不同。所以，當溫度條件改變時，如果促進光合作用進行而抑制呼吸作用進行。則光補償點變小，光飽和點變大；反之如果抑制光合作用進行而促進呼吸作用進行，則光補償點變大，光飽和點變小。

2、影響CO₂補償點與CO₂飽和點的因素

(1)光照強度對CO₂補償點的影響

如果光照強度適當降低，光合作用降低比呼吸作用顯著，所以要求較高的CO₂濃度，才能維持光合作用速率與呼吸作用速率相等，CO₂補償點升高。CO₂飽和點降低；反之，CO₂補償點降低，CO₂飽和點升高。

(2)礦質元素、溫度等對CO₂補償點、飽和點的影響同對光補償點、飽和點的影響的原理相同。

四、規律總結

通過以上的分析我們不難發現：一般情況下，某種影響因素改變，只要有利于光合作用的進行，對呼吸作用抑制或無影響時光補償點、CO₂補償點均降低，光飽和點、CO₂飽和點均升高，即補償點與飽和點互相遠離；如果改變的因素抑制光合作用的進行，對呼吸作用促進或無影響時光補償點、CO₂補償點均升高，光飽和點、CO₂飽和點均降低，即補償點與飽和點互相靠近。

責任編輯：廖銀燕